白垩纪是在1822年由比利时地质学家Jean d'Omalius d'Halloy研究巴黎盆地时所提出。
白垩纪因欧洲西部该年代的地层主要为白垩沉积而得名。
白垩纪，其名称在拉丁文意为“黏土”，意指上白垩纪地层里常见的白垩，由海生非脊椎动物身上甲壳的碳酸钙沉积而成，尤其是球石粒。这些白垩黏土层可在欧洲大陆与不列颠群岛（尤其是著名的多佛白色峭壁）发现。
白垩纪这一时期形成的地层叫“白垩系”，缩写记为K，是德文的白垩纪（Kreidezeit）缩写。
白垩纪时期的大气层氧气含量是现今的150%，二氧化碳含量是工业时代前的6倍，气温则是高于今日4℃。
白垩纪的气候相当暖和，海平面的变化大。陆地生存着恐龙，海洋生存着海生爬行动物、菊石、以及厚壳蛤。新的哺乳类、鸟类出现，开花植物也首次出现。
白垩纪–第三纪灭绝事件是地质年代中最严重的大规模灭绝事件之一，包含恐龙在内的大部分物种灭亡。
对于该事件，一般认为，是由于有一颗巨大的陨石撞击地球，在今墨西哥犹加敦半岛留下一个大型陨石坑。
共5张 白垩纪图集
如同其它古远的地质时代，白垩纪的岩石标志非常明显和清晰，其开始的准确时间却无法非常精确地被确定，其误差在几百万年之间。在侏罗纪与白垩纪之间没有灭绝事件或生物演化的特点，可以明确分开两个年代。
白垩纪结束的时间定的比较准确，是在BC6500万年至6600万年前结束，那时全地球的岩石层都含大量的铱。
一般以为，那时有一颗巨大的陨石撞击地球，在今墨西哥犹加敦半岛留下一个大型陨石坑。
这个陨石造成了大量生物灭绝，称为白垩纪–第三纪灭绝事件。但是，这个理论现在仍然有争议。
早期的科学文献将白垩纪分为三个时期，依年代早晚为：纽康姆世（Neocomian）、高卢世（Gallic）、森诺世（Senonian）。划出一个中统，至于中统的顶底界如何确定，尚有不同意见。